中空管、部材および接合方法
【課題】製造リードタイムが増大したり、価格が高くなったり、ろう付不良、気密不良が生じたりしない中空管、部材および接合方法を提供する。
【解決手段】第１の構成部材と第２の構成部材とで構成される中空管であって、第１の構成部材は、第１、第２の側壁部と第１の底部とから成る第１の溝部を有し、第２の構成部材は、第３、第４の側壁部と第２の底部とから成り、第１の溝部の内幅よりも小さい外幅を持つ第２の溝部を有し、第１、第２の側壁部と第３，第４の側壁部の外側面との間に、それぞれ第３、第４の溝部が形成され、第３、第４の溝部にろう材が充てんされる。
【解決手段】第１の構成部材と第２の構成部材とで構成される中空管であって、第１の構成部材は、第１、第２の側壁部と第１の底部とから成る第１の溝部を有し、第２の構成部材は、第３、第４の側壁部と第２の底部とから成り、第１の溝部の内幅よりも小さい外幅を持つ第２の溝部を有し、第１、第２の側壁部と第３，第４の側壁部の外側面との間に、それぞれ第３、第４の溝部が形成され、第３、第４の溝部にろう材が充てんされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空管、中空管の構成部材およびその接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製の中空管を、銅や黄銅を材質とする複数の部材を接合させて組み立てる際には、トーチを用いて接合部分を局所的に加熱してろう材により各構成部材を接合させる「ろう付」による方法が広く行われている。ところが、アルミニウム（以下、「アルミ」という。）を材質とするアルミ製中空管の組み立てにトーチを使用すると、局所的な加熱の影響でろう付後に中空管が変形する恐れがある。さらに、アルミとアルミ用ろう材との融点が近いので、アルミ製構成部材のろう付には、構成部材の溶融を抑えつつろう材を融解させるための、精密な温度管理が必要とされる。しかし、トーチを用いた加熱方法では、火炎で直接構成部材を加熱するので、このような精密な温度管理は困難である。このように、アルミ製中空管のろう付による組み立てに、トーチを使用することは適していない。
【０００３】
このため、アルミ製中空管の組み立ては、中空管の構成部材の接合部分にろう箔を挟み込み、その状態で構成部材を溶融した塩中へろうを挟んだ部品を浸せきする「塩浴ろう付」や、フラックス槽に浸せきする「フラックス浴ろう付」により行われている（以下、これらを合わせて「塩浴ろう付等」という。）。
【０００４】
図２０は、塩浴ろう付等により製造されるアルミ製中空管９００の構成を示す図である。図２０において、構成部材９１および９２の接合面にろう箔９３をはさみ、温度が適切に管理された溶融塩の槽に浸漬すると、ろう箔のみが溶融し構成部材９１および構成部材９２が接合される。図２１に、組み立てられたアルミ製中空管９００の外観図を示す。構成部材９１、９２が、ろう箔９３が溶解し固化したろう材９４により接合されて、中空管９００を形成している。中空管９００は、たとえば導波管として使用される。
【０００５】
また、特許文献１は、ろう付により組み立てられる導波管の構造例を開示している。本公報に記載された導波管は、ほぼ「コ」の字形断面形状を有する第１の構成部材と、ほぼ平面状の断面を有する第２の構成部材とをろう付けして組み立てられる。
【０００６】
【特許文献１】実開昭５９−０５６８０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、塩浴ろう付等による中空管の組み立てには、塩やフラックスを溶融させる槽が必要である。このため、塩浴ろう付は、このような槽を備えた専門の工場における作業が必要であった。その結果、中空管の製造リードタイムが増大したり、価格が高くなったりするという問題があった。
【０００８】
一方、トーチに代えて構成部材全体を加熱できるヒータを使用することで、歪みの発生を抑えつつ適切な温度で構成部材をろう付することが可能である。しかし、図２０に示す、構成部材にろう箔を挟んだ構成部材を、ヒータで加熱すると、溶融したろう材が構成部材の接合部分以外に流れ落ちて、ろう付け不良や気密不良といった製造不良を起こす場合があるという問題がある。
【０００９】
このように、塩浴ろう付等により製造される中空管には、製造リードタイムが増大したり、価格が高くなったりするという問題がある。そして、塩浴ろう付等のための構造のままヒータでろう付を行うと、中空管にろう付け不良や気密不良といった製造不良が発生する場合があった。
【００１０】
また、特許文献１に記載された導波管は、ろう材がろう付部分以外に流出することを防止する構造を備えていない。そのため、ろう付の際に、溶融したろう材がろう付部分から流出することによって、導波管の外部を汚したり、ろう付部分のろう材が不足し、ろう付不良や気密不良を起こしたりするという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上述したこれらの課題を解決する中空管、部材および接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の中空管は、第１の側壁部、第２の側壁部、並びに第１の側壁部及び第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備える第１の構成部材と、第３の側壁部、第４の側壁部、並びに第３の側壁部及び第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備える第２の構成部材から成る中空管であって、第１の底部の幅は、第２の底部に接触しない側の第３の側壁部の第１の端部と、第２の底部に接触しない側の第４の側壁部の第２の端部との距離よりも大きく、第１の端部の全体が第１の底部に接触し、第１の側壁部、第３の側壁部及び第１の底部によって第３の溝部が形成され、第２の端部の全体が第１の底部に接触し、第２の側壁部、第４の側壁部及び第１の底部によって第４の溝部が形成され、第３の溝部及び第４の溝部に充填されたろう材によって、第１の構成部材と第２の構成部材が接合されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の部材は、第１の側壁部、第２の側壁部、並びに第１の側壁部及び第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備え、第３の側壁部、第４の側壁部、並びに第３の側壁部及び第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備える所定の構成部材とろう材によって接合され中空管を構成する部材であって、第１の底部の幅は、第２の底部に接触しない側の第３の側壁部の第１の端部と、第２の底部に接触しない側の第４の側壁部の第２の端部との距離よりも大きく、第１の端部の全体が第１の底部に接触し、第１の側壁部、第３の側壁部及び第１の底部によって第３の溝部が形成され、第２の端部の全体が第１の底部に接触し、第２の側壁部、第４の側壁部及び第１の底部によって第４の溝部が形成され、第３の溝部及び第４の溝部に充填されたろう材によって、第１の構成部材と第２の構成部材が接合されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の接合方法は、第１の側壁部、第２の側壁部、並びに第１の側壁部及び第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備える第１の構成部材と、第３の側壁部、第４の側壁部、並びに第３の側壁部及び第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備え、第２の溝部の幅は、第２の底部に接触しない側の第３の側壁部の第１の端部と、第２の底部に接触しない側の第４の側壁部の第２の端部との距離よりも小さい、第２の構成部材を接合する接合方法であって、第１の端部の全体を第１の底部に接触させ、第１の側壁部、第３の側壁部及び第１の底部によって第３の溝部を形成する工程と、第２の端部の全体を第１の底部に接触させ、第２の側壁部、第４の側壁部及び第１の底部によって第４の溝部を形成する工程と、第３の溝部及び第４の溝部にろう材を配置する工程と、ろう材を溶融させる工程、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の中空管は、２つの端面および２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、２つの端面と交差し、側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られる、分割された２つの側面の一方と同じ形状を持つ第１の構成部材と、第２の構成部材を備える中空管であって、第１の構成部材は、第１の切断面及び第２の切断面を備え、第１の構成部材は、中空管の外面側に、断面が略Ｌ字形のフランジ部を備え、フランジ部および第２の構成部材によって形成された第１の溝部及び第２の溝部に充填されたろう材によって、第１の構成部材と第２の構成部材が接合されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の部材は、２つの端面および２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、２つの端面と交差し、側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られ、分割された２つの側面の一方と同じ形状を持つ、所定の構成部材とろう材によって接合され中空管を構成する部材であって、部材の第１の切断面及び第２の切断面は、構成部材と接触することにより、中空管を形成し、第１の構成部材は、中空管の外面側に、断面が略Ｌ字形のフランジ部を備え、フランジ部および第２の構成部材によって形成された第１の溝部及び第２の溝部に充てんされたろう材によって、部材と構成部材が接合される、ことを特徴とする
さらに、本発明の接合方法は、２つの端面および２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、２つの端面と交差し、側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られる、分割された２つの側面の一方と同じ形状を持つ第１の構成部材と、第２の構成部材を接合する接合方法であって、第１の構成部材の第１の切断面及び第２の切断面を、それぞれ第２の構成部材に接触させ、フランジ及び第２の構成部材によって第１の溝部および第２の溝部を形成する工程と、第１の溝部及び第２の溝部にろう材を配置する工程と、ろう材を溶融させる工程、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明には、ろう付の際のろう剤の流出や構成部材の変形を抑え、気密性が確保された、安価で製造リードタイムが短い中空管が実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜図４を用いて、本発明を導波管に適用した第１の実施形態を説明する。図２は、第１の実施形態における導波管１００を構成する、構成部材１および構成部材２の外観図である。構成部材１および構成部材２は、いずれもアルミ製である。
【００１９】
図２において、構成部材１は、側壁部１Ａ、１Ｂと底部１Ｃとから成る溝部１Ｄを有し、略「コ」の字形の断面を有する。すなわち、側壁部１Ａと側壁部１Ｂとは互いに平行であり、それぞれが垂直に底部１Ｃに接している。
【００２０】
側壁部１Ａと側壁部１Ｂとの厚みを含まない、溝部１Ｄの内側の幅（以下、「内幅」という。）はＷ１である。また、構成部材１の底部１Ｃには、構成部材１と構成部材２とをろう付けしたときに導波管１００の断面が所定の寸法となるように、構成部材２との接合位置を決めるための位置決め用突起部２３を備える。
【００２１】
構成部材２も、側壁部２Ａ、２Ｂと底部２Ｃとにより溝部２Ｄを形成する。また、構成部材２も、側壁部２Ａと側壁部２Ｂとが互いに平行であり、それぞれが垂直に底部１Ｃに接しており、略「コ」の字形の断面形状を持つ。
【００２２】
側壁部２Ａと側壁部２Ｂとの厚みを含んだ、溝部２Ｄの外側の幅（以下、「外幅」という）はＷ２である。ここで、溝部２Ｄの外幅Ｗ２は、溝部１Ｄの内幅Ｗ１よりも小さい。
【００２３】
図１は、構成部材１および２を組み合わせた状態の、導波管１００の外観図である。構成部材２は、側壁部２Ａ、２Ｂの、底部２Ｃと接していない側の端部の全体が、構成部材１の底部１Ｃに接し、かつ、構成部材１の位置決め用突起部２３に嵌合するように当接される。
【００２４】
図３は、導波管１００の断面図である。構成部材１と構成部材２とは、図１および図２に示したように接合され、導波管１００を形成している。ここで、構成部材１の側壁部１Ａと構成部材２の側壁部２Ａ、構成部材１の側壁部１Ｂと構成部材２の側壁部２Ｂの内側の側面とによって、導波管１００の長手方向に、それぞれ溝部４Ｄ、４Ｅが形成される、
導波管１００の組み立てにあたっては、図３に示すように、これらの溝部４Ｄ、４Ｅの内部に沿って糸状のろう材５を置き、構成部材１、２およびろう材５を加熱することで、ろう材５が溶融し、構成部材１と構成部材２とがろう付けされる。
【００２５】
第１の実施形態では、導波管１００は、ヒータの一種である電気炉を使用して加熱される。電気炉は、炉内の温度を高い精度で制御することが可能であり、また、通常の大きさの導波管を収容可能な容積を有する既製の製品が容易に入手可能である。図４は、溝部４Ｄ、４Ｅにろう材５を置き、加熱してろう材５を溶解させた状態の断面図を示す。図３において、構成部材１、２を組み合わせ、溝部４Ｄ、４Ｅが上に向けて開口するように構成部材１および２を保持した状態で部材全体を電気炉内部に置いて加熱すると、図４に示すように、溶融したろう材６は溝部４Ｄ、４Ｅの内部に留まる。
【００２６】
その結果、溶融したろう材６が溝部４Ｄ、４Ｅから側壁部１Ａ，１Ｂを越えて外部へ流れ出すことがない。また、溶融したろう材６が構成部材１および２の接合部全体に行き渡りやすくなる。すなわち、第１の実施形態は、ろう付に際して、ろう付不良や気密不良といった製造不良の発生を抑制することができるという効果がある。また、ろう材が外部へ流出しないので、ろう材により導波管１００の外部が汚されることがないという効果もある。
【００２７】
また、電気炉を用いた加熱方法は、トーチを用いてろう付する部分を局所的に加熱する方法と比べて、熱による導波管の歪みや変形が生じにくいという長所がある。すなわち、第１の実施形態においては、トーチを使用してろう付する場合と比較して、導波管に歪みや変形を生じさせたり、導波管の構成部材を溶融させたりする可能性が低くなる。その結果、電気炉を用いた加熱方法は、製造工程による導波管の電気的特性への影響が少ないという効果もある。
【００２８】
さらに、電気炉は、塩浴ろう付等のための装置と比べて入手、設置、使用が容易なので、塩浴ろう付等のために専用の設備を用意したり、塩浴ろう付等の設備を有する工場に組み立てを依頼したりする必要がない。従って、電気炉を用いるろう付方法は、低コストかつ短い製造リードタイムでろう付が可能である。その結果、第１の実施形態には、導波管の製造に際して、塩浴ろう付等による製造方法と比べて、製造リードタイムの短縮や製造コストの削減が可能であるという効果もある。
【００２９】
上に述べた第１の実施形態では、構成部材１の側壁部１Ａ、１Ｂが互いに平行でこれらが底部１Ｃと垂直であるとしたが、中空管を形成することができるのであれば、側壁部１Ａ、１Ｂは平行でなくてもよく、これらが底部と接する角度も垂直でなくともよい。同様の理由で、構成部材２の、側壁部２Ａ、２Ｂは平行でなくてもよく、これらが底部２Ｃと接する角度も垂直でなくともよい。
【００３０】
また、構成部材１、２の断面は、略「コ」の字形でなくてもよく、たとえば半円筒形等の円筒の側面を切り出した形状でもよい。
【００３１】
さらに、第１の実施形態では、構成部材２の側壁部２Ａ、２Ｂが、構成部材１の位置決め用突起部２３に嵌合する形状としたが、位置決め用突起部は側壁部２Ａ、２Ｂのいずれかのみに接触する形状でもよい。
【００３２】
図５および図６は、第２の実施形態として、本発明の中空管を導波管に適用した他の形態を示す図である。図５は、第２の実施形態における構成部材７および構成部材８の外観図、図６は、第２の実施形態における導波管２００の外観図である。第２の実施形態における導波管２００は、図６に示すように、構成部材７および８を接合して組み立てられる。第１の実施形態と同様に、構成部材７は、側壁部７Ａ，７Ｂと底部７Ｃとから成る溝部７Ｄを有する。底部１Ｃの内幅はＷ１である。また、底部７Ｃには、構成部材７と構成部材８とをろう付けしたときに導波管２００の断面が所定の寸法となるように、構成部材８との接合位置を決めるための位置決め用突起部２３を備える。
【００３３】
図７は、導波管２００の断面図である。第２の実施形態の導波管２００は、第１の実施形態の導波管１００と同様に、側壁部７Ａ、７Ｂと側壁部８Ａ、８Ｂとで、それぞれ溝部４Ｄ、４Ｅが形成される。そして、ろう材５を溝部４Ｄ、４Ｅに置いて加熱することで、構成部材７、８がろう付される。
【００３４】
ここで、第２の実施形態においては、図７に示すように、ろう付けされる部分の近傍に空隙９Ａ、９Ｂが生じる。空隙９Ａ、９Ｂは、それぞれ溝部４Ｄ、４Ｅの内側に構成部材７、８と接して形成される。この空隙９Ａ、９Ｂは「ろう材をためるためのたまり部」であり、ろう材５と、構成部材７と構成部材８との接合面積を増大させるとともに、溶けたろう材５の導波管２００の内部への流れ込みを抑制している。
【００３５】
その結果、第２の実施形態には、上述した第１の実施形態の効果に加えて、ろう材５が導波管２００の内部に流入することによる、導波管２００への電気的特性への影響を防ぐことができるという効果がある。
【００３６】
図８および図９は、それぞれ第２の実施形態の変形例の導波管２１０および導波管２２０の断面図を示す。第２の実施形態において、図７に断面図を示す導波管２００においては、構成部材７の底部７Ｂに切り欠きを設けて空隙９Ａ、９Ｂを形成し、ろう材のたまり部としている。しかし、図８に断面図を示す導波管２１０のように、構成部材８の側壁部８Ａに切り欠きを設けて空隙９Ａ、９Ｂを形成し、それをろう材のたまり部とすることもできる。また、図９に断面図を示す導波管２２０のように、構成部材８の側壁部８Ａ，８Ｂが構成部材７に当接する部分を底部７Ｃに対して斜めに切り欠き、その部分に空隙９Ａ、９Ｂを形成してもよい。
【００３７】
図１０および図１１は、本発明の第２の実施形態のさらに別の変形例を示す図である。図１０は、本変形例における、構成部材１２および構成部材１３の外観図、図１１はこれらの構成部材１２、１３を接合させて組み立てられた導波管２３０の断面図である。構成部材１２は、略コの字形の断面を持つ底部１２Ｃおよび溝部１２Ｄを有し、さらに、側壁部１２Ａ、１２Ｂの上部かつ外側に溝部１６Ｄ、１６Ｅを備える。一方、構成部材１３は表面がほぼ平面の平板であり、構成部材１２の溝部１２Ｄとの位置あわせのための突起部１４を有している。構成部材１２、１３を嵌合させ接合することで、図１１に断面図を示す導波管２３０が形成される。
【００３８】
図１０、１１に実施形態を示す導波管２３０においては、壁部１５Ａ、１５Ｂと、構成部材１３とにより、溝部１６Ｆ、１６Ｇ、空隙１７Ａ、１７Ｂが形成される。そして、ろう材を溝部１６Ｆおよび溝部１６Ｇに置いて加熱することで、構成部材１２と構成部材１３とがろう付される。
【００３９】
第２、第３の実施形態と同様に、空隙１７Ａ、１７Ｂは、それぞれ、ろう材と、構成部材１２、構成部材１３との接合面積を増大させるとともに、ろう材のたまり部として、溶けたろう材が導波管２３０の内部へ流れ込むのを防いでいる。このように、図１０および図１１に示した、第２の実施形態の変形例も、第２および第３の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４０】
なお、図１０、１１で説明した第２の実施形態のさらに他の変形例においても、溝部１２Ｄの側壁部１２Ａ，１２Ｂの端面をそれぞれ溝部１６Ｄ、１６Ｅの底面と同一面とすることにより、空隙１７Ａ、１７Ｂを有しない構造とすることもできる。その場合でも、この変形例では、第１の実施形態で述べた効果と同様の効果が得られる。
【００４１】
図１２および図１３は、第３の実施形態として、本発明の中空管を導波管に適用したさらに他の例を示す図である。図１２は、第３の実施形態における、構成部材１０および構成部材１１の外観図、図１３はこれらの構成部材１０、１１を接合させて組み立てられた導波管３００の外観図である。
【００４２】
第３の実施形態において、導波管３００は、途中で２箇所が屈曲している折れ曲がり導波管である。このような複雑な形状の導波管であっても、導波管を複数の構成部材に分割し、それらの部材をろう付により組み立てる方法により、容易に折れ曲がり導波管の製造が可能となる。
【００４３】
第３の実施形態における導波管３００の断面は、第２の実施形態において、図５で示した断面と同様である。図１３に示すように、第３の実施形態においても、構成部材１０の側壁部１０Ａ、１０Ｂと、構成部材１１の側壁部１１Ａ、１１Ｂとで、それぞれ溝部４Ｄ、４Ｅおよび空隙９が形成される。従って、溝部４Ｄ、４Ｅにろう材を置き、電気炉を用いて構成部材１０および１１の全体を加熱してろう付することで、第２の実施形態と同様な効果を奏する折れ曲がり導波管を製造することができる。
【００４４】
なお、第３の実施形態において、空隙９Ａ、９Ｂを有しない、第１の実施形態の図３で示した断面の形状で折れ曲がり導波管を構成することもできる。この場合においても、第３の実施形態においては、第１の実施形態で述べた効果と同様の効果が得られる。
【００４５】
図１４〜図１６は、本発明の第４の実施形態を示す図である。図１４は、第４の実施形態における、構成部材１８および構成部材１９の外観図、図１５はこれらの構成部材１８、１９を接合させて組み立てられた第４の実施形態における導波管４００の断面図、図１６は第４の実施形態における、導波管４００の断面図の拡大図である。
【００４６】
図１４において、構成部材１８は、円筒を、その両端面を含む面で２つに切断した部分の一方、すなわち略半円筒の形状を有している。そして、構成部材１８は、その半円筒の軸方向の断面から外側方向にフランジ部２０Ａ、２０Ｂを備える。フランジ部２０Ａ、２０Ｂの端部は、半円筒の開口する方向（図１４においては上方）へ向かって略Ｌ字形に直角に屈曲した、壁部２０Ｃ、２０Ｄを形成している。一方、構成部材１９もほぼ半円筒形の断面をなしている。構成部材１８、１９は、互いを嵌合させるための嵌合部３０、３１を有する。これらの嵌合部３０、３１を組み合わせて接合することで、図１５に断面図を示す円形の断面を有する導波管４００が形成される。このとき、フランジ部２０Ａ、２０Ｂの壁部２０Ｃ、２０Ｄと構成部材１９との間に溝部２１Ｃ、２１Ｄが形成される。そして、ろう材を溝部２１Ｃに置いて加熱することで、構成部材１８と構成部材１９とがろう付される。
【００４７】
図１６を参照すると、構成部材１８と構成部材１９との接合部分の、構成部材１９、２０で囲まれた箇所に、空隙２２Ａが設けられている。空隙２２Ａは、第２〜第４の実施形態と同様のろう材のたまり部である。空隙２２Ａは、ろう材と構成部材１８と構成部材１９との接合面積を増大させるとともに、溶けたろう材が導波管４００の内部へ流れ込むのを防いでいる。これらの作用は、図１６に図示されていない、フランジ部２０Ｂの側でも同様である。
【００４８】
このように、第４の実施形態も、第２および第３の実施形態と同様の効果を奏する。なお、第４の実施形態においても、空隙２２Ａを有しない構造としてもよい。その場合でも、第４の実施形態では、第１の実施形態で述べた効果と同様の効果が得られる。
【００４９】
また、第４の実施形態では、構成部材１８、１９を、円筒を軸方向に切断した形状の部材を基にした形態について述べたが、これらの構成部材の形状は、楕円筒や角筒を、両端面を含む面で切断したものであってもよい。
【００５０】
図１７〜図１９は、第５の実施形態として、本発明を最も少ない要素で構成した形態を示す図である。図１７は、第５の実施形態における５００を構成する、構成部材５１および構成部材５２の外観図である。図１８は、構成部材５１および５２を組み合わせた状態の、導波管５００の外観図である。構成部材５１および構成部材５２は、いずれもアルミ製である。
【００５１】
構成部材５１は、略「コ」の字形の断面形状を持ち、側壁部５１Ａ、５１Ｂと底部５１Ｃとから成る、溝部５１Ｄを有する。溝部５１Ｄの内幅はＷ１である。構成部材５２も、略「コ」の字形の断面形状を持ち、側壁部５２Ａ、５２Ｂと底部５２Ｃとから成る、溝部５２Ｄを有する。溝部５２Ｄの外幅はＷ２である。ここで、外幅Ｗ２は、内幅Ｗ１よりも小さい。
【００５２】
図１９は、第５の実施形態における、導波管５００の断面図を示す。図１８および図１９に示すように、構成部材５１と構成部材５２とが当接された状態で、方形導波管を形成する。構成部材５１、５２を当接させると、構成部材５１の側壁部５１Ａ、５１Ｂと構成部材５２の外壁部５２Ａ、５２Ｂとによって、導波管５００の長手方向に、溝部５４が形成される。そして、溝部５４Ｄおよび溝部５４Ｅにろう材を置き、溝部５４Ｄおよび溝部５４Ｅが上に向けて開口するように構成部材５１および５２を保持した状態で部材全体を電気炉内部に置いて加熱することで、第１の実施形態と同様の効果を奏する導波管の製造が可能である。すなわち、第５の実施形態も、ろう付の際のろう剤の流出がなく、構成部材の変形が少なく、気密性を確保した安価で製造リードタイムが短い中空管の提供を可能とする。
【００５３】
なお、第５の実施形態では、構成部材５２は、略「コ」の字形の断面形状を有する場合について記載したが、構成部材５２の断面形状はこれ以外でもよい。たとえば、構成部材５２の断面形状が半円筒状であっても、第５の実施形態と同様の効果を奏する中空管が実現可能である。
【００５４】
また、第１〜第４の実施形態では、第１の構成部材と第２の構成部材との接合のための、位置合わせのための構成を備えた実施形態について説明した。第５の実施形態は、このような位置合わせのための構成を備えていないため、構成部材５１と構成部材５２の相対的な位置を正確に合わせることができない。しかし、第５の実施形態においても、構成部材５１、５２は、電気炉で加熱するという方法で接合される。そのため、第５の実施形態も、ろう材の流出や構成部材の変形を防止できるといった、本発明の効果を得ることができる。
【００５５】
さらに、第１〜第５の実施形態では、導波管の材料がアルミである場合について説明した。しかし、導波管の材料として、アルミ以外の材料、たとえばジュラルミン等のアルミ合金や、一般的に導波管で使用される銅や黄銅を材料として用いても同様の効果が得られることは明らかである。
【００５６】
なお、上記の各実施形態で説明した各構成部材は、それらを組み合わせることによって中空管が形成されるような曲面形状を備えていればよい。すなわち、構成部材の少なくとも一方が、中空体を、その両端の端面と交差するが側面とは交差しないような、任意の平面または曲面で２分したような形状を備えていればよい。また、中空管の径が一定であることや、中空管が直線状である必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１の実施形態における、導波管１００の外観図
【図２】第１の実施形態における、構成部材１および構成部材２の外観図
【図３】第１の実施形態における、導波管１００の断面図
【図４】ろう材５を溶解させた状態の断面図
【図５】第２の実施形態における、構成部材７および構成部材８の外観図
【図６】第２の実施形態における、導波管２００の外観図
【図７】第２の実施形態における、導波管２００の断面図
【図８】第２の実施形態の変形例の導波管２１０の断面図
【図９】第２の実施形態の変形例の導波管２２０の断面図
【図１０】第２の実施形態のさらに別の変形例における、構成部材１２および構成部材１３の外観図
【図１１】第２の実施形態のさらに別の変形例における、導波管２３０の断面図
【図１２】第３の実施形態における、構成部材１０および構成部材１１の外観図
【図１３】第３の実施形態における、導波管３００の外観図
【図１４】第４の実施形態における、構成部材１８および構成部材１９の外観図
【図１５】第４の実施形態における、導波管４００の断面図
【図１６】第４の実施形態における、導波管４００の断面図の拡大図
【図１７】第５の実施形態における、構成部材２０および構成部材２１の外観図
【図１８】第５の実施形態における、導波管５００の外観図
【図１９】第５の実施形態における、導波管５００の断面図
【図２０】塩浴ろう付等で製造されるアルミ製導波管９００の構成を示す図
【図２１】アルミ製導波管９００の外観図
【符号の説明】
【００５８】
１、２、７、８、１０、１１、１２、１３、１８、１９、５１、５２、９１、９２ 構成部材
１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ、１０Ａ、１１Ａ、１２Ａ、１２Ｂ、５１Ａ、５２Ａ 側壁部
１Ｃ、２Ｃ、７Ｃ、１２Ｃ、５１Ｃ、５２Ｃ 底部
１Ｄ、２Ｄ、４Ｄ、４Ｅ、１Ｃ、２Ｃ、７Ｃ、１２Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｇ、２１Ｃ、２１Ｄ、５１Ｄ、５２Ｄ、５４Ｄ、５４Ｅ 溝部
１５Ａ、１５Ｂ、２０Ａ 壁部
５、９４ ろう材
６ 溶融したろう材
９Ａ、９Ｂ、１７Ａ，１７Ｂ、２２Ａ 空隙
１４、２３ 突起部
２０ フランジ部
３０、３１ 嵌合部
９３ ろう箔
１００、２００、２１０、２２０、２３０、３００、４００、５００ 導波管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空管、中空管の構成部材およびその接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製の中空管を、銅や黄銅を材質とする複数の部材を接合させて組み立てる際には、トーチを用いて接合部分を局所的に加熱してろう材により各構成部材を接合させる「ろう付」による方法が広く行われている。ところが、アルミニウム（以下、「アルミ」という。）を材質とするアルミ製中空管の組み立てにトーチを使用すると、局所的な加熱の影響でろう付後に中空管が変形する恐れがある。さらに、アルミとアルミ用ろう材との融点が近いので、アルミ製構成部材のろう付には、構成部材の溶融を抑えつつろう材を融解させるための、精密な温度管理が必要とされる。しかし、トーチを用いた加熱方法では、火炎で直接構成部材を加熱するので、このような精密な温度管理は困難である。このように、アルミ製中空管のろう付による組み立てに、トーチを使用することは適していない。
【０００３】
このため、アルミ製中空管の組み立ては、中空管の構成部材の接合部分にろう箔を挟み込み、その状態で構成部材を溶融した塩中へろうを挟んだ部品を浸せきする「塩浴ろう付」や、フラックス槽に浸せきする「フラックス浴ろう付」により行われている（以下、これらを合わせて「塩浴ろう付等」という。）。
【０００４】
図２０は、塩浴ろう付等により製造されるアルミ製中空管９００の構成を示す図である。図２０において、構成部材９１および９２の接合面にろう箔９３をはさみ、温度が適切に管理された溶融塩の槽に浸漬すると、ろう箔のみが溶融し構成部材９１および構成部材９２が接合される。図２１に、組み立てられたアルミ製中空管９００の外観図を示す。構成部材９１、９２が、ろう箔９３が溶解し固化したろう材９４により接合されて、中空管９００を形成している。中空管９００は、たとえば導波管として使用される。
【０００５】
また、特許文献１は、ろう付により組み立てられる導波管の構造例を開示している。本公報に記載された導波管は、ほぼ「コ」の字形断面形状を有する第１の構成部材と、ほぼ平面状の断面を有する第２の構成部材とをろう付けして組み立てられる。
【０００６】
【特許文献１】実開昭５９−０５６８０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、塩浴ろう付等による中空管の組み立てには、塩やフラックスを溶融させる槽が必要である。このため、塩浴ろう付は、このような槽を備えた専門の工場における作業が必要であった。その結果、中空管の製造リードタイムが増大したり、価格が高くなったりするという問題があった。
【０００８】
一方、トーチに代えて構成部材全体を加熱できるヒータを使用することで、歪みの発生を抑えつつ適切な温度で構成部材をろう付することが可能である。しかし、図２０に示す、構成部材にろう箔を挟んだ構成部材を、ヒータで加熱すると、溶融したろう材が構成部材の接合部分以外に流れ落ちて、ろう付け不良や気密不良といった製造不良を起こす場合があるという問題がある。
【０００９】
このように、塩浴ろう付等により製造される中空管には、製造リードタイムが増大したり、価格が高くなったりするという問題がある。そして、塩浴ろう付等のための構造のままヒータでろう付を行うと、中空管にろう付け不良や気密不良といった製造不良が発生する場合があった。
【００１０】
また、特許文献１に記載された導波管は、ろう材がろう付部分以外に流出することを防止する構造を備えていない。そのため、ろう付の際に、溶融したろう材がろう付部分から流出することによって、導波管の外部を汚したり、ろう付部分のろう材が不足し、ろう付不良や気密不良を起こしたりするという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上述したこれらの課題を解決する中空管、部材および接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の中空管は、第１の側壁部、第２の側壁部、並びに第１の側壁部及び第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備える第１の構成部材と、第３の側壁部、第４の側壁部、並びに第３の側壁部及び第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備える第２の構成部材から成る中空管であって、第１の底部の幅は、第２の底部に接触しない側の第３の側壁部の第１の端部と、第２の底部に接触しない側の第４の側壁部の第２の端部との距離よりも大きく、第１の端部の全体が第１の底部に接触し、第１の側壁部、第３の側壁部及び第１の底部によって第３の溝部が形成され、第２の端部の全体が第１の底部に接触し、第２の側壁部、第４の側壁部及び第１の底部によって第４の溝部が形成され、第３の溝部及び第４の溝部に充填されたろう材によって、第１の構成部材と第２の構成部材が接合されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の部材は、第１の側壁部、第２の側壁部、並びに第１の側壁部及び第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備え、第３の側壁部、第４の側壁部、並びに第３の側壁部及び第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備える所定の構成部材とろう材によって接合され中空管を構成する部材であって、第１の底部の幅は、第２の底部に接触しない側の第３の側壁部の第１の端部と、第２の底部に接触しない側の第４の側壁部の第２の端部との距離よりも大きく、第１の端部の全体が第１の底部に接触し、第１の側壁部、第３の側壁部及び第１の底部によって第３の溝部が形成され、第２の端部の全体が第１の底部に接触し、第２の側壁部、第４の側壁部及び第１の底部によって第４の溝部が形成され、第３の溝部及び第４の溝部に充填されたろう材によって、第１の構成部材と第２の構成部材が接合されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の接合方法は、第１の側壁部、第２の側壁部、並びに第１の側壁部及び第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備える第１の構成部材と、第３の側壁部、第４の側壁部、並びに第３の側壁部及び第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備え、第２の溝部の幅は、第２の底部に接触しない側の第３の側壁部の第１の端部と、第２の底部に接触しない側の第４の側壁部の第２の端部との距離よりも小さい、第２の構成部材を接合する接合方法であって、第１の端部の全体を第１の底部に接触させ、第１の側壁部、第３の側壁部及び第１の底部によって第３の溝部を形成する工程と、第２の端部の全体を第１の底部に接触させ、第２の側壁部、第４の側壁部及び第１の底部によって第４の溝部を形成する工程と、第３の溝部及び第４の溝部にろう材を配置する工程と、ろう材を溶融させる工程、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の中空管は、２つの端面および２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、２つの端面と交差し、側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られる、分割された２つの側面の一方と同じ形状を持つ第１の構成部材と、第２の構成部材を備える中空管であって、第１の構成部材は、第１の切断面及び第２の切断面を備え、第１の構成部材は、中空管の外面側に、断面が略Ｌ字形のフランジ部を備え、フランジ部および第２の構成部材によって形成された第１の溝部及び第２の溝部に充填されたろう材によって、第１の構成部材と第２の構成部材が接合されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の部材は、２つの端面および２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、２つの端面と交差し、側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られ、分割された２つの側面の一方と同じ形状を持つ、所定の構成部材とろう材によって接合され中空管を構成する部材であって、部材の第１の切断面及び第２の切断面は、構成部材と接触することにより、中空管を形成し、第１の構成部材は、中空管の外面側に、断面が略Ｌ字形のフランジ部を備え、フランジ部および第２の構成部材によって形成された第１の溝部及び第２の溝部に充てんされたろう材によって、部材と構成部材が接合される、ことを特徴とする
さらに、本発明の接合方法は、２つの端面および２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、２つの端面と交差し、側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られる、分割された２つの側面の一方と同じ形状を持つ第１の構成部材と、第２の構成部材を接合する接合方法であって、第１の構成部材の第１の切断面及び第２の切断面を、それぞれ第２の構成部材に接触させ、フランジ及び第２の構成部材によって第１の溝部および第２の溝部を形成する工程と、第１の溝部及び第２の溝部にろう材を配置する工程と、ろう材を溶融させる工程、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明には、ろう付の際のろう剤の流出や構成部材の変形を抑え、気密性が確保された、安価で製造リードタイムが短い中空管が実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜図４を用いて、本発明を導波管に適用した第１の実施形態を説明する。図２は、第１の実施形態における導波管１００を構成する、構成部材１および構成部材２の外観図である。構成部材１および構成部材２は、いずれもアルミ製である。
【００１９】
図２において、構成部材１は、側壁部１Ａ、１Ｂと底部１Ｃとから成る溝部１Ｄを有し、略「コ」の字形の断面を有する。すなわち、側壁部１Ａと側壁部１Ｂとは互いに平行であり、それぞれが垂直に底部１Ｃに接している。
【００２０】
側壁部１Ａと側壁部１Ｂとの厚みを含まない、溝部１Ｄの内側の幅（以下、「内幅」という。）はＷ１である。また、構成部材１の底部１Ｃには、構成部材１と構成部材２とをろう付けしたときに導波管１００の断面が所定の寸法となるように、構成部材２との接合位置を決めるための位置決め用突起部２３を備える。
【００２１】
構成部材２も、側壁部２Ａ、２Ｂと底部２Ｃとにより溝部２Ｄを形成する。また、構成部材２も、側壁部２Ａと側壁部２Ｂとが互いに平行であり、それぞれが垂直に底部１Ｃに接しており、略「コ」の字形の断面形状を持つ。
【００２２】
側壁部２Ａと側壁部２Ｂとの厚みを含んだ、溝部２Ｄの外側の幅（以下、「外幅」という）はＷ２である。ここで、溝部２Ｄの外幅Ｗ２は、溝部１Ｄの内幅Ｗ１よりも小さい。
【００２３】
図１は、構成部材１および２を組み合わせた状態の、導波管１００の外観図である。構成部材２は、側壁部２Ａ、２Ｂの、底部２Ｃと接していない側の端部の全体が、構成部材１の底部１Ｃに接し、かつ、構成部材１の位置決め用突起部２３に嵌合するように当接される。
【００２４】
図３は、導波管１００の断面図である。構成部材１と構成部材２とは、図１および図２に示したように接合され、導波管１００を形成している。ここで、構成部材１の側壁部１Ａと構成部材２の側壁部２Ａ、構成部材１の側壁部１Ｂと構成部材２の側壁部２Ｂの内側の側面とによって、導波管１００の長手方向に、それぞれ溝部４Ｄ、４Ｅが形成される、
導波管１００の組み立てにあたっては、図３に示すように、これらの溝部４Ｄ、４Ｅの内部に沿って糸状のろう材５を置き、構成部材１、２およびろう材５を加熱することで、ろう材５が溶融し、構成部材１と構成部材２とがろう付けされる。
【００２５】
第１の実施形態では、導波管１００は、ヒータの一種である電気炉を使用して加熱される。電気炉は、炉内の温度を高い精度で制御することが可能であり、また、通常の大きさの導波管を収容可能な容積を有する既製の製品が容易に入手可能である。図４は、溝部４Ｄ、４Ｅにろう材５を置き、加熱してろう材５を溶解させた状態の断面図を示す。図３において、構成部材１、２を組み合わせ、溝部４Ｄ、４Ｅが上に向けて開口するように構成部材１および２を保持した状態で部材全体を電気炉内部に置いて加熱すると、図４に示すように、溶融したろう材６は溝部４Ｄ、４Ｅの内部に留まる。
【００２６】
その結果、溶融したろう材６が溝部４Ｄ、４Ｅから側壁部１Ａ，１Ｂを越えて外部へ流れ出すことがない。また、溶融したろう材６が構成部材１および２の接合部全体に行き渡りやすくなる。すなわち、第１の実施形態は、ろう付に際して、ろう付不良や気密不良といった製造不良の発生を抑制することができるという効果がある。また、ろう材が外部へ流出しないので、ろう材により導波管１００の外部が汚されることがないという効果もある。
【００２７】
また、電気炉を用いた加熱方法は、トーチを用いてろう付する部分を局所的に加熱する方法と比べて、熱による導波管の歪みや変形が生じにくいという長所がある。すなわち、第１の実施形態においては、トーチを使用してろう付する場合と比較して、導波管に歪みや変形を生じさせたり、導波管の構成部材を溶融させたりする可能性が低くなる。その結果、電気炉を用いた加熱方法は、製造工程による導波管の電気的特性への影響が少ないという効果もある。
【００２８】
さらに、電気炉は、塩浴ろう付等のための装置と比べて入手、設置、使用が容易なので、塩浴ろう付等のために専用の設備を用意したり、塩浴ろう付等の設備を有する工場に組み立てを依頼したりする必要がない。従って、電気炉を用いるろう付方法は、低コストかつ短い製造リードタイムでろう付が可能である。その結果、第１の実施形態には、導波管の製造に際して、塩浴ろう付等による製造方法と比べて、製造リードタイムの短縮や製造コストの削減が可能であるという効果もある。
【００２９】
上に述べた第１の実施形態では、構成部材１の側壁部１Ａ、１Ｂが互いに平行でこれらが底部１Ｃと垂直であるとしたが、中空管を形成することができるのであれば、側壁部１Ａ、１Ｂは平行でなくてもよく、これらが底部と接する角度も垂直でなくともよい。同様の理由で、構成部材２の、側壁部２Ａ、２Ｂは平行でなくてもよく、これらが底部２Ｃと接する角度も垂直でなくともよい。
【００３０】
また、構成部材１、２の断面は、略「コ」の字形でなくてもよく、たとえば半円筒形等の円筒の側面を切り出した形状でもよい。
【００３１】
さらに、第１の実施形態では、構成部材２の側壁部２Ａ、２Ｂが、構成部材１の位置決め用突起部２３に嵌合する形状としたが、位置決め用突起部は側壁部２Ａ、２Ｂのいずれかのみに接触する形状でもよい。
【００３２】
図５および図６は、第２の実施形態として、本発明の中空管を導波管に適用した他の形態を示す図である。図５は、第２の実施形態における構成部材７および構成部材８の外観図、図６は、第２の実施形態における導波管２００の外観図である。第２の実施形態における導波管２００は、図６に示すように、構成部材７および８を接合して組み立てられる。第１の実施形態と同様に、構成部材７は、側壁部７Ａ，７Ｂと底部７Ｃとから成る溝部７Ｄを有する。底部１Ｃの内幅はＷ１である。また、底部７Ｃには、構成部材７と構成部材８とをろう付けしたときに導波管２００の断面が所定の寸法となるように、構成部材８との接合位置を決めるための位置決め用突起部２３を備える。
【００３３】
図７は、導波管２００の断面図である。第２の実施形態の導波管２００は、第１の実施形態の導波管１００と同様に、側壁部７Ａ、７Ｂと側壁部８Ａ、８Ｂとで、それぞれ溝部４Ｄ、４Ｅが形成される。そして、ろう材５を溝部４Ｄ、４Ｅに置いて加熱することで、構成部材７、８がろう付される。
【００３４】
ここで、第２の実施形態においては、図７に示すように、ろう付けされる部分の近傍に空隙９Ａ、９Ｂが生じる。空隙９Ａ、９Ｂは、それぞれ溝部４Ｄ、４Ｅの内側に構成部材７、８と接して形成される。この空隙９Ａ、９Ｂは「ろう材をためるためのたまり部」であり、ろう材５と、構成部材７と構成部材８との接合面積を増大させるとともに、溶けたろう材５の導波管２００の内部への流れ込みを抑制している。
【００３５】
その結果、第２の実施形態には、上述した第１の実施形態の効果に加えて、ろう材５が導波管２００の内部に流入することによる、導波管２００への電気的特性への影響を防ぐことができるという効果がある。
【００３６】
図８および図９は、それぞれ第２の実施形態の変形例の導波管２１０および導波管２２０の断面図を示す。第２の実施形態において、図７に断面図を示す導波管２００においては、構成部材７の底部７Ｂに切り欠きを設けて空隙９Ａ、９Ｂを形成し、ろう材のたまり部としている。しかし、図８に断面図を示す導波管２１０のように、構成部材８の側壁部８Ａに切り欠きを設けて空隙９Ａ、９Ｂを形成し、それをろう材のたまり部とすることもできる。また、図９に断面図を示す導波管２２０のように、構成部材８の側壁部８Ａ，８Ｂが構成部材７に当接する部分を底部７Ｃに対して斜めに切り欠き、その部分に空隙９Ａ、９Ｂを形成してもよい。
【００３７】
図１０および図１１は、本発明の第２の実施形態のさらに別の変形例を示す図である。図１０は、本変形例における、構成部材１２および構成部材１３の外観図、図１１はこれらの構成部材１２、１３を接合させて組み立てられた導波管２３０の断面図である。構成部材１２は、略コの字形の断面を持つ底部１２Ｃおよび溝部１２Ｄを有し、さらに、側壁部１２Ａ、１２Ｂの上部かつ外側に溝部１６Ｄ、１６Ｅを備える。一方、構成部材１３は表面がほぼ平面の平板であり、構成部材１２の溝部１２Ｄとの位置あわせのための突起部１４を有している。構成部材１２、１３を嵌合させ接合することで、図１１に断面図を示す導波管２３０が形成される。
【００３８】
図１０、１１に実施形態を示す導波管２３０においては、壁部１５Ａ、１５Ｂと、構成部材１３とにより、溝部１６Ｆ、１６Ｇ、空隙１７Ａ、１７Ｂが形成される。そして、ろう材を溝部１６Ｆおよび溝部１６Ｇに置いて加熱することで、構成部材１２と構成部材１３とがろう付される。
【００３９】
第２、第３の実施形態と同様に、空隙１７Ａ、１７Ｂは、それぞれ、ろう材と、構成部材１２、構成部材１３との接合面積を増大させるとともに、ろう材のたまり部として、溶けたろう材が導波管２３０の内部へ流れ込むのを防いでいる。このように、図１０および図１１に示した、第２の実施形態の変形例も、第２および第３の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４０】
なお、図１０、１１で説明した第２の実施形態のさらに他の変形例においても、溝部１２Ｄの側壁部１２Ａ，１２Ｂの端面をそれぞれ溝部１６Ｄ、１６Ｅの底面と同一面とすることにより、空隙１７Ａ、１７Ｂを有しない構造とすることもできる。その場合でも、この変形例では、第１の実施形態で述べた効果と同様の効果が得られる。
【００４１】
図１２および図１３は、第３の実施形態として、本発明の中空管を導波管に適用したさらに他の例を示す図である。図１２は、第３の実施形態における、構成部材１０および構成部材１１の外観図、図１３はこれらの構成部材１０、１１を接合させて組み立てられた導波管３００の外観図である。
【００４２】
第３の実施形態において、導波管３００は、途中で２箇所が屈曲している折れ曲がり導波管である。このような複雑な形状の導波管であっても、導波管を複数の構成部材に分割し、それらの部材をろう付により組み立てる方法により、容易に折れ曲がり導波管の製造が可能となる。
【００４３】
第３の実施形態における導波管３００の断面は、第２の実施形態において、図５で示した断面と同様である。図１３に示すように、第３の実施形態においても、構成部材１０の側壁部１０Ａ、１０Ｂと、構成部材１１の側壁部１１Ａ、１１Ｂとで、それぞれ溝部４Ｄ、４Ｅおよび空隙９が形成される。従って、溝部４Ｄ、４Ｅにろう材を置き、電気炉を用いて構成部材１０および１１の全体を加熱してろう付することで、第２の実施形態と同様な効果を奏する折れ曲がり導波管を製造することができる。
【００４４】
なお、第３の実施形態において、空隙９Ａ、９Ｂを有しない、第１の実施形態の図３で示した断面の形状で折れ曲がり導波管を構成することもできる。この場合においても、第３の実施形態においては、第１の実施形態で述べた効果と同様の効果が得られる。
【００４５】
図１４〜図１６は、本発明の第４の実施形態を示す図である。図１４は、第４の実施形態における、構成部材１８および構成部材１９の外観図、図１５はこれらの構成部材１８、１９を接合させて組み立てられた第４の実施形態における導波管４００の断面図、図１６は第４の実施形態における、導波管４００の断面図の拡大図である。
【００４６】
図１４において、構成部材１８は、円筒を、その両端面を含む面で２つに切断した部分の一方、すなわち略半円筒の形状を有している。そして、構成部材１８は、その半円筒の軸方向の断面から外側方向にフランジ部２０Ａ、２０Ｂを備える。フランジ部２０Ａ、２０Ｂの端部は、半円筒の開口する方向（図１４においては上方）へ向かって略Ｌ字形に直角に屈曲した、壁部２０Ｃ、２０Ｄを形成している。一方、構成部材１９もほぼ半円筒形の断面をなしている。構成部材１８、１９は、互いを嵌合させるための嵌合部３０、３１を有する。これらの嵌合部３０、３１を組み合わせて接合することで、図１５に断面図を示す円形の断面を有する導波管４００が形成される。このとき、フランジ部２０Ａ、２０Ｂの壁部２０Ｃ、２０Ｄと構成部材１９との間に溝部２１Ｃ、２１Ｄが形成される。そして、ろう材を溝部２１Ｃに置いて加熱することで、構成部材１８と構成部材１９とがろう付される。
【００４７】
図１６を参照すると、構成部材１８と構成部材１９との接合部分の、構成部材１９、２０で囲まれた箇所に、空隙２２Ａが設けられている。空隙２２Ａは、第２〜第４の実施形態と同様のろう材のたまり部である。空隙２２Ａは、ろう材と構成部材１８と構成部材１９との接合面積を増大させるとともに、溶けたろう材が導波管４００の内部へ流れ込むのを防いでいる。これらの作用は、図１６に図示されていない、フランジ部２０Ｂの側でも同様である。
【００４８】
このように、第４の実施形態も、第２および第３の実施形態と同様の効果を奏する。なお、第４の実施形態においても、空隙２２Ａを有しない構造としてもよい。その場合でも、第４の実施形態では、第１の実施形態で述べた効果と同様の効果が得られる。
【００４９】
また、第４の実施形態では、構成部材１８、１９を、円筒を軸方向に切断した形状の部材を基にした形態について述べたが、これらの構成部材の形状は、楕円筒や角筒を、両端面を含む面で切断したものであってもよい。
【００５０】
図１７〜図１９は、第５の実施形態として、本発明を最も少ない要素で構成した形態を示す図である。図１７は、第５の実施形態における５００を構成する、構成部材５１および構成部材５２の外観図である。図１８は、構成部材５１および５２を組み合わせた状態の、導波管５００の外観図である。構成部材５１および構成部材５２は、いずれもアルミ製である。
【００５１】
構成部材５１は、略「コ」の字形の断面形状を持ち、側壁部５１Ａ、５１Ｂと底部５１Ｃとから成る、溝部５１Ｄを有する。溝部５１Ｄの内幅はＷ１である。構成部材５２も、略「コ」の字形の断面形状を持ち、側壁部５２Ａ、５２Ｂと底部５２Ｃとから成る、溝部５２Ｄを有する。溝部５２Ｄの外幅はＷ２である。ここで、外幅Ｗ２は、内幅Ｗ１よりも小さい。
【００５２】
図１９は、第５の実施形態における、導波管５００の断面図を示す。図１８および図１９に示すように、構成部材５１と構成部材５２とが当接された状態で、方形導波管を形成する。構成部材５１、５２を当接させると、構成部材５１の側壁部５１Ａ、５１Ｂと構成部材５２の外壁部５２Ａ、５２Ｂとによって、導波管５００の長手方向に、溝部５４が形成される。そして、溝部５４Ｄおよび溝部５４Ｅにろう材を置き、溝部５４Ｄおよび溝部５４Ｅが上に向けて開口するように構成部材５１および５２を保持した状態で部材全体を電気炉内部に置いて加熱することで、第１の実施形態と同様の効果を奏する導波管の製造が可能である。すなわち、第５の実施形態も、ろう付の際のろう剤の流出がなく、構成部材の変形が少なく、気密性を確保した安価で製造リードタイムが短い中空管の提供を可能とする。
【００５３】
なお、第５の実施形態では、構成部材５２は、略「コ」の字形の断面形状を有する場合について記載したが、構成部材５２の断面形状はこれ以外でもよい。たとえば、構成部材５２の断面形状が半円筒状であっても、第５の実施形態と同様の効果を奏する中空管が実現可能である。
【００５４】
また、第１〜第４の実施形態では、第１の構成部材と第２の構成部材との接合のための、位置合わせのための構成を備えた実施形態について説明した。第５の実施形態は、このような位置合わせのための構成を備えていないため、構成部材５１と構成部材５２の相対的な位置を正確に合わせることができない。しかし、第５の実施形態においても、構成部材５１、５２は、電気炉で加熱するという方法で接合される。そのため、第５の実施形態も、ろう材の流出や構成部材の変形を防止できるといった、本発明の効果を得ることができる。
【００５５】
さらに、第１〜第５の実施形態では、導波管の材料がアルミである場合について説明した。しかし、導波管の材料として、アルミ以外の材料、たとえばジュラルミン等のアルミ合金や、一般的に導波管で使用される銅や黄銅を材料として用いても同様の効果が得られることは明らかである。
【００５６】
なお、上記の各実施形態で説明した各構成部材は、それらを組み合わせることによって中空管が形成されるような曲面形状を備えていればよい。すなわち、構成部材の少なくとも一方が、中空体を、その両端の端面と交差するが側面とは交差しないような、任意の平面または曲面で２分したような形状を備えていればよい。また、中空管の径が一定であることや、中空管が直線状である必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１の実施形態における、導波管１００の外観図
【図２】第１の実施形態における、構成部材１および構成部材２の外観図
【図３】第１の実施形態における、導波管１００の断面図
【図４】ろう材５を溶解させた状態の断面図
【図５】第２の実施形態における、構成部材７および構成部材８の外観図
【図６】第２の実施形態における、導波管２００の外観図
【図７】第２の実施形態における、導波管２００の断面図
【図８】第２の実施形態の変形例の導波管２１０の断面図
【図９】第２の実施形態の変形例の導波管２２０の断面図
【図１０】第２の実施形態のさらに別の変形例における、構成部材１２および構成部材１３の外観図
【図１１】第２の実施形態のさらに別の変形例における、導波管２３０の断面図
【図１２】第３の実施形態における、構成部材１０および構成部材１１の外観図
【図１３】第３の実施形態における、導波管３００の外観図
【図１４】第４の実施形態における、構成部材１８および構成部材１９の外観図
【図１５】第４の実施形態における、導波管４００の断面図
【図１６】第４の実施形態における、導波管４００の断面図の拡大図
【図１７】第５の実施形態における、構成部材２０および構成部材２１の外観図
【図１８】第５の実施形態における、導波管５００の外観図
【図１９】第５の実施形態における、導波管５００の断面図
【図２０】塩浴ろう付等で製造されるアルミ製導波管９００の構成を示す図
【図２１】アルミ製導波管９００の外観図
【符号の説明】
【００５８】
１、２、７、８、１０、１１、１２、１３、１８、１９、５１、５２、９１、９２ 構成部材
１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ、１０Ａ、１１Ａ、１２Ａ、１２Ｂ、５１Ａ、５２Ａ 側壁部
１Ｃ、２Ｃ、７Ｃ、１２Ｃ、５１Ｃ、５２Ｃ 底部
１Ｄ、２Ｄ、４Ｄ、４Ｅ、１Ｃ、２Ｃ、７Ｃ、１２Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｇ、２１Ｃ、２１Ｄ、５１Ｄ、５２Ｄ、５４Ｄ、５４Ｅ 溝部
１５Ａ、１５Ｂ、２０Ａ 壁部
５、９４ ろう材
６ 溶融したろう材
９Ａ、９Ｂ、１７Ａ，１７Ｂ、２２Ａ 空隙
１４、２３ 突起部
２０ フランジ部
３０、３１ 嵌合部
９３ ろう箔
１００、２００、２１０、２２０、２３０、３００、４００、５００ 導波管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側壁部、第２の側壁部、並びに前記第１の側壁部及び前記第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備える第１の構成部材と、
第３の側壁部、第４の側壁部、並びに前記第３の側壁部及び前記第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備える第２の構成部材から成る中空管であって、
前記第１の底部の幅は、前記第２の底部に接触しない側の前記第３の側壁部の第１の端部と、前記第２の底部に接触しない側の前記第４の側壁部の第２の端部との距離よりも大きく、
前記第１の端部の全体が前記第１の底部に接触し、前記第１の側壁部、前記第３の側壁部及び前記第１の底部によって第３の溝部が形成され、
前記第２の端部の全体が前記第１の底部に接触し、前記第２の側壁部、前記第４の側壁部及び前記第１の底部によって第４の溝部が形成され、
前記第３の溝部及び前記第４の溝部に充填されたろう材によって、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が接合されている
ことを特徴とする中空管。
【請求項２】
前記第１の側壁部、前記第２の側壁部、前記第１の底部、前記第３の側壁部、前記第４の側壁部及び前記第２の底部の形状は平面であり、
前記第１の側壁部および前記第２の側壁部は互いに平行に配され、前記第１の側壁部および前記第２の側壁部は前記第１の底部と垂直に接触し、
前記第３の側壁部および前記第４の側壁部は互いに平行に配され、前記第３の側壁部および前記第４の側壁部は前記第２の底部と垂直に接触している、
ことを特徴とする請求項１に記載の中空管。
【請求項３】
前記第３の側壁部及び前記第４の側壁部の形状は曲面であり、前記第２の構成部材の形状は、円筒の側面の一部である、
ことを特徴とする請求項１に記載の中空管。
【請求項４】
前記第１の底部は、前記第１の端部と前記第１の底部との接触位置及び前記第２の端部と前記第１の底部との接触位置の、少なくとも一方の位置決め用の突起を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の中空管。
【請求項５】
前記第１の底部は、前記第３の側壁部に接する、前記ろう材のたまり部が、前記第３の溝部に形成されるための第５の溝部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の中空管。
【請求項６】
第１の側壁部、第２の側壁部、並びに前記第１の側壁部及び前記第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備え、
第３の側壁部、第４の側壁部、並びに前記第３の側壁部及び前記第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備える所定の構成部材とろう材によって接合され中空管を構成する部材であって、
前記第１の底部の幅は、前記第２の底部に接触しない側の前記第３の側壁部の第１の端部と、前記第２の底部に接触しない側の前記第４の側壁部の第２の端部との距離よりも大きく、
前記第１の端部の全体が前記第１の底部に接触し、前記第１の側壁部、前記第３の側壁部及び前記第１の底部によって第３の溝部が形成され、
前記第２の端部の全体が前記第１の底部に接触し、前記第２の側壁部、前記第４の側壁部及び前記第１の底部によって第４の溝部が形成され、
前記第３の溝部及び前記第４の溝部に充填された前記ろう材によって、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が接合されている
ことを特徴とする部材。
【請求項７】
第１の側壁部、第２の側壁部、並びに前記第１の側壁部及び前記第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備える第１の構成部材と、
第３の側壁部、第４の側壁部、並びに前記第３の側壁部及び前記第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備え、前記第２の溝部の幅は、前記第２の底部に接触しない側の前記第３の側壁部の第１の端部と、前記第２の底部に接触しない側の前記第４の側壁部の第２の端部との距離よりも小さい、第２の構成部材を接合する接合方法であって、
前記第１の端部の全体を前記第１の底部に接触させ、前記第１の側壁部、前記第３の側壁部及び前記第１の底部によって第３の溝部を形成する工程と、
前記第２の端部の全体を前記第１の底部に接触させ、前記第２の側壁部、前記第４の側壁部及び前記第１の底部によって第４の溝部を形成する工程と、
前記第３の溝部及び前記第４の溝部にろう材を配置する工程と、
前記ろう材を溶融させる工程、
を備えることを特徴とする接合方法。
【請求項８】
２つの端面および前記２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、
前記２つの端面と交差し、前記側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られる、分割された２つの前記側面の一方と同じ形状を持つ第１の構成部材と、第２の構成部材を備える中空管であって、
前記第１の構成部材は、第１の切断面及び第２の切断面を備え、
前記第１の構成部材は、前記中空管の外面側に、断面が略Ｌ字形のフランジ部を備え、
前記フランジ部および前記第２の構成部材によって形成された第１の溝部及び第２の溝部に充填されたろう材によって、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が接合されている
ことを特徴とする中空管。
【請求項９】
前記第２の構成部材の形状は、平面であり、
前記中空管の形状が、実質的に略半円筒、略半楕円筒又は角筒に等しい、
ことを特徴とする請求項８記載の中空管。
【請求項１０】
前記第１の構成部材は、略円筒、略楕円筒又は角筒を、それらの両端面を含む平面で切断して得られる形状を有する、
ことを特徴とする請求項８記載の中空管。
【請求項１１】
前記第２の構成部材は、略円筒、略楕円筒又は角筒を、それらの両端面を含む平面で切断して得られる形状を有する、
ことを特徴とする請求項８記載の中空管。
【請求項１２】
２つの端面および前記２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、前記２つの端面と交差し、前記側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られ、分割された２つの前記側面の一方と同じ形状を持つ、所定の構成部材とろう材によって接合され中空管を構成する部材であって、
前記部材の第１の切断面及び第２の切断面は、前記構成部材と接触することにより、前記中空管を形成し、
前記第１の構成部材は、前記中空管の外面側に、断面が略Ｌ字形のフランジ部を備え、
前記フランジ部および前記第２の構成部材によって形成された第１の溝部及び第２の溝部に充てんされたろう材によって、前記部材と前記構成部材が接合される、
ことを特徴とする部材。
【請求項１３】
２つの端面および前記２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、
前記２つの端面と交差し、前記側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られる、分割された２つの前記側面の一方と同じ形状を持つ第１の構成部材と、第２の構成部材を接合する接合方法であって、
前記第１の構成部材の第１の切断面及び第２の切断面を、それぞれ前記第２の構成部材に接触させ、前記フランジ及び前記第２の構成部材によって第１の溝部および第２の溝部を形成する工程と、
前記第１の溝部及び前記第２の溝部にろう材を配置する工程と、
前記ろう材を溶融させる工程、
を備えることを特徴とする接合方法。
【請求項１】
第１の側壁部、第２の側壁部、並びに前記第１の側壁部及び前記第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備える第１の構成部材と、
第３の側壁部、第４の側壁部、並びに前記第３の側壁部及び前記第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備える第２の構成部材から成る中空管であって、
前記第１の底部の幅は、前記第２の底部に接触しない側の前記第３の側壁部の第１の端部と、前記第２の底部に接触しない側の前記第４の側壁部の第２の端部との距離よりも大きく、
前記第１の端部の全体が前記第１の底部に接触し、前記第１の側壁部、前記第３の側壁部及び前記第１の底部によって第３の溝部が形成され、
前記第２の端部の全体が前記第１の底部に接触し、前記第２の側壁部、前記第４の側壁部及び前記第１の底部によって第４の溝部が形成され、
前記第３の溝部及び前記第４の溝部に充填されたろう材によって、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が接合されている
ことを特徴とする中空管。
【請求項２】
前記第１の側壁部、前記第２の側壁部、前記第１の底部、前記第３の側壁部、前記第４の側壁部及び前記第２の底部の形状は平面であり、
前記第１の側壁部および前記第２の側壁部は互いに平行に配され、前記第１の側壁部および前記第２の側壁部は前記第１の底部と垂直に接触し、
前記第３の側壁部および前記第４の側壁部は互いに平行に配され、前記第３の側壁部および前記第４の側壁部は前記第２の底部と垂直に接触している、
ことを特徴とする請求項１に記載の中空管。
【請求項３】
前記第３の側壁部及び前記第４の側壁部の形状は曲面であり、前記第２の構成部材の形状は、円筒の側面の一部である、
ことを特徴とする請求項１に記載の中空管。
【請求項４】
前記第１の底部は、前記第１の端部と前記第１の底部との接触位置及び前記第２の端部と前記第１の底部との接触位置の、少なくとも一方の位置決め用の突起を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の中空管。
【請求項５】
前記第１の底部は、前記第３の側壁部に接する、前記ろう材のたまり部が、前記第３の溝部に形成されるための第５の溝部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の中空管。
【請求項６】
第１の側壁部、第２の側壁部、並びに前記第１の側壁部及び前記第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備え、
第３の側壁部、第４の側壁部、並びに前記第３の側壁部及び前記第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備える所定の構成部材とろう材によって接合され中空管を構成する部材であって、
前記第１の底部の幅は、前記第２の底部に接触しない側の前記第３の側壁部の第１の端部と、前記第２の底部に接触しない側の前記第４の側壁部の第２の端部との距離よりも大きく、
前記第１の端部の全体が前記第１の底部に接触し、前記第１の側壁部、前記第３の側壁部及び前記第１の底部によって第３の溝部が形成され、
前記第２の端部の全体が前記第１の底部に接触し、前記第２の側壁部、前記第４の側壁部及び前記第１の底部によって第４の溝部が形成され、
前記第３の溝部及び前記第４の溝部に充填された前記ろう材によって、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が接合されている
ことを特徴とする部材。
【請求項７】
第１の側壁部、第２の側壁部、並びに前記第１の側壁部及び前記第２の側壁部に接触する第１の底部によって形成される第１の溝部を備える第１の構成部材と、
第３の側壁部、第４の側壁部、並びに前記第３の側壁部及び前記第４の側壁部に接触する第２の底部によって形成される第２の溝部を備え、前記第２の溝部の幅は、前記第２の底部に接触しない側の前記第３の側壁部の第１の端部と、前記第２の底部に接触しない側の前記第４の側壁部の第２の端部との距離よりも小さい、第２の構成部材を接合する接合方法であって、
前記第１の端部の全体を前記第１の底部に接触させ、前記第１の側壁部、前記第３の側壁部及び前記第１の底部によって第３の溝部を形成する工程と、
前記第２の端部の全体を前記第１の底部に接触させ、前記第２の側壁部、前記第４の側壁部及び前記第１の底部によって第４の溝部を形成する工程と、
前記第３の溝部及び前記第４の溝部にろう材を配置する工程と、
前記ろう材を溶融させる工程、
を備えることを特徴とする接合方法。
【請求項８】
２つの端面および前記２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、
前記２つの端面と交差し、前記側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られる、分割された２つの前記側面の一方と同じ形状を持つ第１の構成部材と、第２の構成部材を備える中空管であって、
前記第１の構成部材は、第１の切断面及び第２の切断面を備え、
前記第１の構成部材は、前記中空管の外面側に、断面が略Ｌ字形のフランジ部を備え、
前記フランジ部および前記第２の構成部材によって形成された第１の溝部及び第２の溝部に充填されたろう材によって、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が接合されている
ことを特徴とする中空管。
【請求項９】
前記第２の構成部材の形状は、平面であり、
前記中空管の形状が、実質的に略半円筒、略半楕円筒又は角筒に等しい、
ことを特徴とする請求項８記載の中空管。
【請求項１０】
前記第１の構成部材は、略円筒、略楕円筒又は角筒を、それらの両端面を含む平面で切断して得られる形状を有する、
ことを特徴とする請求項８記載の中空管。
【請求項１１】
前記第２の構成部材は、略円筒、略楕円筒又は角筒を、それらの両端面を含む平面で切断して得られる形状を有する、
ことを特徴とする請求項８記載の中空管。
【請求項１２】
２つの端面および前記２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、前記２つの端面と交差し、前記側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られ、分割された２つの前記側面の一方と同じ形状を持つ、所定の構成部材とろう材によって接合され中空管を構成する部材であって、
前記部材の第１の切断面及び第２の切断面は、前記構成部材と接触することにより、前記中空管を形成し、
前記第１の構成部材は、前記中空管の外面側に、断面が略Ｌ字形のフランジ部を備え、
前記フランジ部および前記第２の構成部材によって形成された第１の溝部及び第２の溝部に充てんされたろう材によって、前記部材と前記構成部材が接合される、
ことを特徴とする部材。
【請求項１３】
２つの端面および前記２つの端面の間を接続する側面により形成された中空体を、
前記２つの端面と交差し、前記側面とは交差および接触しない平面または曲面で２つに切断して得られる、分割された２つの前記側面の一方と同じ形状を持つ第１の構成部材と、第２の構成部材を接合する接合方法であって、
前記第１の構成部材の第１の切断面及び第２の切断面を、それぞれ前記第２の構成部材に接触させ、前記フランジ及び前記第２の構成部材によって第１の溝部および第２の溝部を形成する工程と、
前記第１の溝部及び前記第２の溝部にろう材を配置する工程と、
前記ろう材を溶融させる工程、
を備えることを特徴とする接合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−４３３６（Ｐ２０１０−４３３６Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６１６１７（Ｐ２００８−１６１６１７）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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